道格拉斯·恩格巴尔特(Douglas Engelbart,1925—2013)在1963年发明了计算机鼠标。他于斯坦福研究院创立了增强研究中心(Augmented Research Center,ARC),并用建筑学中的场景及项目来展望计算机技术的发展情况,思考该技术将来能够给用户带来哪些丰富的体验。道格拉斯·恩格巴尔特(Douglas Engelbart)在1962年为Augmented Human Intellect Study项目撰写提案书时,提出了augmented architect at work(在工作中受到计算机技术协助的建筑师)这一理念。在这个受到美国Air Force Office of Scientific Research资助的研究中,道格拉斯·恩格巴尔特(Douglas Engelbart)建议通过这样一个项目来提升人的能力,用他自己的话来说,就是“增强人类处理复杂问题的能力,让他更清楚地知道,怎样才能令自己的需求得到满足,并据此拿出适当的解决方案”。道格拉斯·恩格巴尔特(Douglas Engelbart)的系统要比尼古拉斯·尼葛洛庞帝(Nicholas Negroponte)及Leon Groisser在MIT的URBAN2与URBAN5城市设计系统早6年(尼葛洛庞帝在1970年的The Architecture Machine一书中,于参考资料中谈到了Engelbart的这项研究提案)。
他的声音从话筒里传出,在整座大厅里回荡。时值1968年12月(43岁),秋季联合计算机会议(the Fall Joint Computer Conference)正在旧金山布鲁克斯大厅举行。台上的演讲者正是道格·恩格尔巴特(Douglas Engelbart ),他一次性地演示了数量空前的创新成果,在会场上掀起了一轮高潮。
道格·恩格尔巴特(Douglas Engelbart )1925年出生于俄勒冈州波特兰市,在三兄弟中排行第二。母亲热爱艺术,父亲开了家收音机修理店,不过恩格尔巴特并未因此而迷上电子器件。“小时候总觉得电子设备很神秘,看起来怪吓人的。”他后来回忆道。九岁时,他的生活因为父亲的去世被彻底打乱,一家人搬到了威斯康辛州约翰逊·克里克市(Johnson Creek )的乡下。尽管生活上出现了重大变故,恩格尔巴特在学习上依然出类拔萃(只不过他学习的目的并不是为了考高分,而是为了理解事物运作的方式)。他渐渐对雷达技术产生了兴趣。17岁时,恩格尔巴特从波特兰的富兰克林高中(Franklin High School )毕业,进入俄勒冈州立学院——即后来的俄勒冈州立大学(Oregon State University )攻读电子工程学。他发现自己很难抉择专业方向。“入学才两三个月,我就对学院的教授失望透了,后来我意识到,自己对他们的心里期许本身就不对,没有把他们看成教授,而是在以父亲的标准要求他们。”恩格尔巴特尚未完成学业,就被征召入伍,成为了海军技术兵。新兵训练结束后,他随部队驻扎到了菲律宾。在前往驻地的路上,恩格尔巴特来到一座名为莱蒂(Laiti )的小岛,歇息了几天。他在岛上发现了一座由竹子搭建的高脚屋,这座高脚屋是红十字会在当地管理的图书馆。恩格尔巴特在馆内浏览图书和杂志时,读到了万尼瓦尔·布什(Vanevar Bush)在一期杂志上发表的文章——“诚如我思”(As We May Think)。布什在文中大胆提出设想,认为机器将来可以帮助人们存储和调取所有科学知识。
这篇文章对恩格尔巴特的思想产生了深远的影响。
道格·恩格尔巴特(Douglas Engelbart )服完兵役后,回到学校继续完成了学业。1948年(23岁),他进入美国国家航空航天局的艾姆斯研究中心(Ames Research Center)担任电子工程师,为各种研究项目制造和维护电子设备,平常一有时间就会去斯坦福大学的图书馆充电。此外,他还开始学习跳舞,生性羞怯的性格渐渐有所改观。他遇到了心仪的女孩子,并与之订婚。不过求婚后的第二天,他突然发现自己的生活没有目标,于是决定订立一个人生规划。他的大体目标是赚钱养家,造福社会。但是,怎样做才能造福社会呢?“当时脑子里突然闪过一个念头,觉得世界上有很多问题太复杂,解决它们的办法也太繁杂,”恩格尔巴特回忆道,“很多问题的解决时限越来越短,紧迫性也越来越强。如果把这两个因素综合在一起考虑,我们就会发现,问题的复杂性和紧迫性是考验人类组织机构办事能力的重要指标。如果能开发简单快速的办法处理复杂而紧迫的问题,那就能从根本上为人类做出一些贡献。这个想法一直萦绕在我的脑海里。”
为了实现自己的新设想,恩格尔巴特决定回到学校继续深造。他选择了入读加州大学伯克利分校,因为那里的计算机学科建设方兴未艾。恩格尔巴特利用在校时间深入钻研了计算机,并于1956年(31岁)获得了电子学博士学位。执教一年后,他决定将自己的部分发明加以利用,申请专利,并组建公司开发这些专利。可惜他的公司未能长久经营,于是恩格尔巴特转而加入了斯坦福研究所。入职后,他取得了更多的发明专利,工作进展较为平顺,不过,他依然想实现当初的设想,只可惜没什么人支持。1962年(37岁),恩格尔巴特将自己的想法写成了正式的文稿,题为《增强人类智能:一个概念框架》(Augmenting Human Intellect:AConceptual Framework)。当时,他在美国航空航天局有一位朋友,名叫罗伯特·泰勒(Robert Taylor)。在泰勒的帮助下,他终于拿到了科研经费,由此开展了自己的项目。
道格·恩格尔巴特(Douglas Engelbart )的科研经费来源于美国高级研究计划局(Advanced Research Project Agency),该局还派来了两名研究人员前来帮忙,他们分别是约瑟夫·利克莱德(J. C. R. Licklider)和伊凡·苏泽兰(Ivan Sutherland)。伊凡·苏泽兰(Ivan Sutherland)也是人机互动领域的先驱,他在麻省理工学院攻读博士期间,就已经发明了一款功能强大的绘图软件,名为Sketchpad(画板)。只要使用光笔和一组按键,就可以在Sketchpad上绘制直线和曲线,程序会对绘制出来的线条进行自动调整。用户可以将作好的设计图放大,图稿放大后,超出屏幕的部分会被自动“切掉”。此外,用户不仅可以旋转、复制和移动图片,还可以拖拽图形上的线条和点,进而改变图片的局部尺寸。这些实用的功能到如今已成为所有绘图软件包和计算机辅助设计系统的标准配置。有了如此出色的研究履历,伊凡·苏泽兰(Ivan Sutherland)自然是道格·恩格尔巴特(Douglas Engelbart )当之无愧的左膀右臂。
很快,道格·恩格尔巴特(Douglas Engelbart )创立了增智研究中心(AugmentationResearch Center,简称ARC ),开始招贤纳士。接下来几年里,他发明了计算机鼠标,并将它与已有的设备进行比对测试,还提出了一系列领先于时代的惊人设想。1968年12月(43岁),在秋季联合计算机会议(the Fall Joint Computer Conference)上,恩格尔巴特及其研究小组在合作伙伴的协助下展示了他们的研究成果。此次演示因其生动、直观的形式和前瞻性的成果而被人冠以“所有演示之母”(The Mother of All Demos)的美名——这样的赞誉可谓实至名归。
单从行业影响力来看,恩格尔巴特已然过气。但直到2010年,他依然活跃在人们的视野里。他创立了道格·恩格尔巴特研究所(Doug Engelbart Institute ),但颇具讽刺意味的是,该机构如今已是斯坦福研究所的一部分。它的宗旨是“增强人类处理复杂、紧迫问题的能力”。恩格尔巴特的眼光依然和几十年前一样犀利。他表示:“人可以表达自己的思想,但真要比较起来,我觉得计算机的灵活性要比人强得多。我们现在碰到的问题越来越多,也越来越复杂,如果我们能够切实地把这些复杂的情况理清楚,那将是非常重要的成就。人们总是说,我们已经做得很不错了,可我还是要说,我们还有很长的路要走。”
用第二双眼看世界
20世纪60年代对于计算机科学家来说,是一段忙碌的时期。从某些方面来看,恩格尔巴特一直比较幸运,高级研究计划局信息处理技术科(Information Processing Techniques Office,简称IPTO)的连续三任领导都和他关系很好。第一任领导约瑟夫·利克莱德(J. C. R. Licklider)是个独具慧眼的人,他不仅在网络领域有很深的造诣,而且在人机交互的问题上也颇有见地。这种广博的视角使他更容易接受恩格尔巴特的观点和目标,所以批准经费也是理所当然的事情。1964年,伊凡·苏泽兰(Ivan Sutherland)接替了约瑟夫·利克莱德(J. C. R. Licklider),他是交互式图像学领域的先驱。1966年,伊凡·苏泽兰(Ivan Sutherland)的继任者鲍勃·泰勒(Bob Taylor)对网络和图像学都很有兴趣,他曾经参与过阿帕网的研制项目,后来又担任了帕罗奥多研究中心(PARC)计算机科学实验室的主任。
在这些先驱当中,贡献最突出的要属伊凡·苏泽兰(Ivan Sutherland)。苏泽兰曾经在美国高级研究计划局(Advanced Research Project Agency)工作过一段时间,但他真正感兴趣的领域其实是计算机图形学。早在学生时代,他就已经发明了绘图软件Sketchpad(画板),而今,他着眼的是更加宏伟的目标。
在此期间,伯克利把苏泽兰兄弟介绍给了还在贝尔实验室工作的克劳德·香农(Claude Shannon)。“我和伯特去拜访了香农,那一天我们相处得非常愉快。”后来,这层关系也给他们带来了很多便利。兄弟二人受到香农的启发,为伯克利发明了一只会走迷宫的机器老鼠。伊凡中学毕业后,考取了卡耐基理工学院(Carnegie Institute of Technology)——即现在的卡耐基梅隆大学(Carnegie Mellon University),攻读电子工程学专业。随后,他又在加州理工学院(California Institute of Technology)获得了电子工程专业的硕士学位。出色的教育背景使他获得了在IBM 公司打暑期工的机会。然而,随着苏泽兰对计算机的研究日益深入,他开始意识到,麻省理工学院的计算机系才是数一数二的顶尖计算机院系。于是他联系了当时已在该校任教的香农。
这是一个非比寻常的创意,苏泽兰及其研究小组耗时数年,终于建立起了一个可以实现虚拟现实的工作系统。不过在1968年,也就是恩格尔巴特在计算机会议上做演示的那一年,苏泽兰发布了一篇文章(A head-mounted three dimensional display),详细描述了他的头戴式三维显示器。虽然这款显示器的确是头戴式的,但它实在太重,使用时必须用缆索将它吊在天花板的支架上。此外,它的显像质量非常粗糙,能够显示的最复杂的图形也不过是一座“空房间”,上面有一扇门和三扇窗户——其实,所谓的“空房间”也不过是个立方体而已,上面开了一个长方形和三个正方形。更糟糕的是,显示器内置的超声波位置传感器在使用过程中容易产生累积误差,导致系统有时候必须停机几分钟之后才能正常使用。不过,苏泽兰的头戴式设备虽然存在种种瑕疵,但使用起来还是没有问题的。“用户很快就会习惯戴着显示器看东西。要想环视四周,只要转一下头就可以了。”苏泽兰表示。
尽管显示器的大部分研制工作是在哈佛大学完成,但苏泽兰还是在1968年转职到了犹他州立大学(University of Utah ),因为他的朋友戴维·埃文斯(David Evans)在那里创立了计算机科学系。很快,苏泽兰对计算机图形学(乃至整个计算机科学)的影响力开始与日俱增。他的学生丹尼·科恩(Danny Cohen)发明了一款适用于通用计算机平台的飞行模拟器,用于训练飞行员。师生二人共同提出了一种算法,称为科恩-苏泽兰算法(Cohen–Sutherland algorithm),这种方法可用于自动“裁剪”图片,使之成适合屏幕大小。后来,埃文斯与苏泽兰携手创立了Evans and Sutherland公司,该公司在实时图形、3D图形及打印机语言等领域做了大量重要的工作。不少雇员后来自立门户,创立了非常成功的公司,比方说吉姆·克拉克(Jim Clark)创立了硅谷图形(Silicon Graphics),约翰·沃诺克(John Warnock)创立了Adobe。
苏泽兰停止了在计算机图像学领域的研究工作。1976年,他转职到加州理工学院,在那里创立了电子计算学系,当上了系主任。在他的推动下,集成电路设计成为了计算机科学的分支领域。1980年,苏泽兰成立了咨询公司Sutherland,Sproull and Associates。该公司后来被Sun公司收购,成立了Sun Labs。甲骨文收购Sun公司后,该实验室转而成为甲骨文实验室(Oracle Labs )。苏泽兰曾在Sun公司担任研究员和副总裁。2008年,他转职到波特兰州立大学(Portland State University ),从事异步系统的研究工作。
…从理论上讲,学习的每一个方面或智能的任何其他特征,原则上都可以被精确地描述,以至于可以用机器来模拟它。我们将试图找到如何让机器使用语言,形成抽象和概念,解决目前留给人类的各种问题,并提高自身。 (…every aspect of learning or any other feature of intelligence can in principle be so precisely described that a machine can be made to simulate it. An attempt will be made to find how to make machines use language, form abstractions and concepts, solve kinds of problems now reserved for humans, and improve themselves.)
按照美国数学家诺伯特·维纳(Norbert Wiener)的定义,控制论是"关于动物和机器中的控制和通信的科学研究"(the scientific study of control and communication in the animal and the machine),也是关于社会和个人的控制和通信的研究。特别是,对于维纳和其他学者来说,它是关于反馈机制(feedback mechanisms)和循环因果系统(circular causal systems)的研究,包括在新兴起的计算机领域。事实上,关于控制论的讨论是由计算机架构和性能方面的进步,以及希望这种计算能力将有助于释放人类在科学和艺术方面的潜力而产生的。当时的想法是,控制论将为决策和资源组织的新方式提供信息——新的生存方式和行为方式,新的系统。
有数学家和物理学家,他们受过物理科学的训练,他们对自己想思考的东西非常非常精确。有一个由我们人类学家和精神病学家组成的小组,我们受过训练,对群体心理学有足够的了解,所以我们知道发生了什么,可以使用它,也可以禁止它。然后中间有两三个八卦者,他们是非常简单的人,有很多松散的直觉,对他们正在做的事情没有纪律约束。从某种意义上说,这是我参加过的最有趣的会议,因为还没有人知道如何处理这件事。——For God’s Sake, Margaret (1976)
1956年,在达特茅斯夏季研究项目(Dartmouth Summer Research Project)上,麦卡锡(McCarthy)和他的同事们曾推测,智能计算机将具有创造性行为的能力,并可能产生新的艺术形式。这无疑是建立在麦卡锡早期的控制论想象,以及其他技术、文化和设计的交叉点上。但达特茅斯的人工智能很快就聚焦于战略、推理、语言等领域。
展览的特色是数字音乐、灯光、诗歌、雕塑——所有这些都是通过计算机创作的。在整个1968年的夏天,多达6万人在宽敞的大厅里游荡。在600多平方米的空间里,他们可能会遇到一部控制论的简史,旁边是一个画画的机器人,或者一个由霍尼韦尔赞助的大象形状的演示计算机,它被恰当地命名为"外围大象"(Peripheral Pachyderm)。此外,还有美籍韩裔新媒体艺术家白南准(Nam June Paik)的作品、计算机生成的音乐和电影、波音公司的线框图形表现、戈登·帕斯克(Gordon Pask)的反应装置 “运动的对话”(Colloquy of Mobiles),以及一只感光猫头鹰。
它不同于以往的任何东西,它只是一点点地打开了这个世界。
在光线、噪音和壮观的景象中,有一系列通过计算机程序制作并在大型绘图仪上打印的印刷品。其中一幅名为"回归方形"(Return to Square)的作品可能是我见过的计算机制作的最美妙的东西,当然也是使用早期IBM编程语言Fortran制作的最美妙的东西。它的特点是,一个正方形慢慢变成一个女人的轮廓,然后又恢复成一个正方形:简单而引人注目。
Return to Square
这幅作品来自于一个自称为CTG(Computer Technique Group)的艺术家集体,他们是唯一参加“控制论的意外发现”(Cybernetic Serendipity)的日本参展商。CTG成立于1966年,最早的成员包括小村正夫(Masao Komura)和山中邦夫(Kunio Yamanaka)。"回归方形"(Return to Square)是由小村的一个想法衍生出来的,而Fortran的编程则由山中负责。它被印在位于东京的IBM科学数据中心的Calcomp滚筒式绘图机上。
CTG被称为激进分子、电子嬉皮士甚至新武士,他们创造了新形式的图形艺术、数字制作的诗歌和计算机生成的音乐,所有这些都被送到了“控制论的意外发现”(Cybernetic Serendipity)。这是一个合适的组合,因为CTG使用的创作过程基于模式的“控制论”生成与"偶然性"随机性的结合。CTG显然拥有自己的控制论愿景:一个涉及人类和社会的关系性愿景,而不是纯粹的技术愿景。1967年10月,他们的宣言出现在多摩艺术大学大礼堂(Great Hall of Tama Art University)举行的 "计算机与艺术研讨会"(Computer and Art symposium)的大纲中,阐明了他们的观点:
我们将驯服计算机那迷人的超凡魅力,限制它为既定的权力服务。这种立场是解决机器社会中复杂问题的方法。我们既不赞美机器文明,也不批评它。通过与艺术家、科学家和来自各种背景的其他有创造力的人合作,我们将仔细研究人与机器之间的关系,以及我们在计算机时代应该如何生活。 (We will tame the computer’s appealing transcendental charm and restrain it from serving established power. This stance is the way to solve complicated problems in the machine society. We do not praise machine civilization, nor do we criticise it. By a strategic collaboration with artists, scientists and other creative people from a wide variety of backgrounds, we will deliberate carefully [sic] the relationships between human beings and machines, and how we should live in the computer age.)
伦敦之后,“控制论的意外发现”(Cybernetic Serendipity)与其他作品一起装箱,被送往华盛顿特区,安装在科科伦艺术馆(Corcoran Gallery of Art)。从那里,一小部分人前往旧金山,帮助弗兰克·奥本海默(Frank Oppenheimer)创办了他的新科学博物馆——探索博物馆(Exploratorium)。15年后,他称“控制论的意外发现”(Cybernetic Serendipity)是“我们这个地方最重要的开端。它真正为我们想做的工作奠定了基础,因为它以一种奇妙的方式将感知、艺术、技术和科学结合在一起。”(a most important beginning for our place. It really set the stage for the kind of work we wanted to do because it combined perception, art, technology and science in a wonderful way.)展览在1969年的最后几个月开放,并在新年前关闭。
这不是旧金山人第一次接触到控制论的概念,也不是第一次看到科技和人类生活可能共存的未来。这甚至不是第一次艺术被用来唤起这种技术的未来。在“控制论的意外发现”(Cybernetic Serendipity)到达旧金山的两年前,理查德·布劳提根(Richard Brautigan)写了一首关于未来的诗,这首诗至今仍在流传。1960年代末,他已经是美国西海岸著名的诗人、短篇故事和小说作家。他经常写自然界以及人类与这个世界的关系。但这首诗结合了科技和自然,流传更广。尤其是同名诗句——"慈爱的机器照管一切"(all watched over by machines of loving grace),成为硅谷的民间传说,出现在硅谷及其创始人的各种历史中。
这是1967年的祈祷吗?这是对未来创造者的一个充满希望的请求吗?一年后,世界看到的并不是旋转的花朵,但在旧金山举行的美国计算机协会(Association for Computing Machinery)和电气与电子工程师协会(Institute of Electrical and Electronics Engineers)联合年会的现场演示中,未来再次闪现。在90分钟的时间里,斯坦福研究所(SRI)的电气工程师道格·恩格尔巴特(Doug Engelbart)和他的团队(其中包括《全球概览》斯图尔特·布兰德作为摄影师)将展示一套被称为"在线计算"(on line computing)的技术——包括文字处理、版本控制、文件链接结构、实时协作、超文本、图形、窗口和鼠标。恩格尔巴特对计算技术如何增强人类的智慧和协作非常感兴趣,而不是建立人工智能;他构建了我们现在所认识的个人计算机,帮助我们理解这种区别。
那一刻,计算的未来突然清晰可见,对于那天聚集在房间里的近千人来说,这是一个他们想要生活的未来。你现在还可以在网上看这个演示(The Mother of All Demos)——过去的现在和未来,就在那里。
对我来说,我在硅谷的那个十字路口生活了将近30年,大部分时间都是在1968年和1969年诞生的公司里度过的。理查德·布劳提根(Richard Brautigan)想象中的控制论草原和森林并没有实现,现在看守我们的机器似乎缺乏爱的恩典。1956年承诺的人工智能并没有出现,技术革命也没有带领我们走向超越或者从全球的角度看问题。根据尼古拉·琼斯(Nicola Jones)为《自然》杂志撰写的2018年新闻专题报道(How to stop data centres from gobbling up the world’s electricity),全球数据中心每年消耗的电力超过200太瓦小时,这比一些国家的总用电量还要多,占全球电力需求的1%。同一份报告估计,整个信息和通信技术生态系统——"包括个人数字设备、移动电话网络和电视"——产生的排放量相当于全球排放量的2%,这与国际航空业相当。互联网呢?好了,说得够多了。但我还是被那些早期可能的未来,以及人们想象中的世界所困扰。而现在,当我们重新思考如何建设未来时,我想知道我们的试金石和参考点是什么。
我第一次看到布雷瓦里纳土著捕鱼陷阱(Brewarrina Aboriginal Fish Traps)的照片是在《卫报》(Guardian)的一篇新闻文章上(The fish traps at Brewarrina are extraordinary and ancient structures. Why aren't they better protected?),这张照片一直留在我的脑海里。那张19世纪末的黑白照片,显示了灰色石头在快速流动的河流上划出的长长的弧形线条。石头周围的水流在断点处变成了白色。虽然照片中没有人,但石头的排列是经过深思熟虑的,人为的,经久不衰的。这是一张地球上已知的最古老的人类建造技术系统的照片。虽然关于它的确切年代——4000年,10000年,40000年——仍然存在争论,但是对于它的复杂性和精密程度却没有任何争论。
对我来说,布雷瓦里纳捕鱼陷阱(Brewarrina Fish Traps)是一种有力的方式,可以构架当前技术系统应该和可能如何展开。它们代表着一个非常不同的未来,我们可以在现在和过去瞥见这个未来,这个未来永远是,也永远会是。此时此刻,我们需要被提醒的是,关于未来的故事——关于人工智能,或任何一种故事——绝不仅仅是关于技术的;它们是关于人的,是关于那些人找到自己的地方,那些他们可能称之为家的地方,以及将他们所有人联系在一起的系统。
但是,当时似乎没有人能理解这是一项紧迫的工作,没有一家公司能发现数字计算机的潜力(就连惠普公司也不例外!)。斯坦福研究所(Stanford Research Institute)的同事对这个在1957年加入到他们队伍中的工程师说:放弃你那些想法吧。从此,恩格尔巴特开始了孤身一人的闯荡。有时,他感觉自己就像是当年的哥伦布,自己手下的水手们都害怕从世界边缘跌落下去;有时,他又觉得自己就像是一个微不足道的小人物,当自己攀登到山顶,看到灾难向他们袭来时,却发现自己的双手已经笨拙得无法去表达自己想要做什么了。
自从他在海军服役时看到脉冲投射到雷达屏幕上的速度之时起,就对那种他认为的那种向量痴迷了好长一段时间。他在阅读了范内瓦尔·布什(Vannevar Bush)的《诚如所思》("As We May Think")一文后不久,就设想出了一个这样的未来:每个人都能将自己的回忆录、书籍和备忘录变成显示在计算机屏幕上的可以检索的图书馆,从此人们就再也不用把这些东西写在小本子上,放到上衣口袋里到处带着了。(imagining a future in which everyone’s own library of memories, books and memoranda was instantly retrievable on a desktop screen, rather than in the little notebooks he carried in his top shirt pocket.)人类能够变革。人们可以利用计算机将过去用来绘制世界的符号和概念进行重新编排。人类可以为了共同的利益,利用巨大的技术力量去梳理自己的直觉。